全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 31(5)：674— 678 2011年 9月
DOI：10．3969／j．issn．1000-3142．2011．05．020
长春花叶片发育过程中气孔密度
和气孔指数的动态变化
杨 颖 ，王永飞，马三梅
(暨南大学 生物工程学系，广州 510632)
摘 要 ：对长春花叶片近轴面和远轴面上 的气孔密度和气孔指数在不同发育 阶段的动态变化进行了研究 。
结果表明：在各个发育阶段，近轴面上的气孔以叶脉两侧居多，远轴面上的气孔则在整个叶片上均匀分布。将
一 个枝条上的 1O对真叶按发育顺序界定为 1O个发育 阶段，即从枝条的顶端到基部 ，分别将第 1O、第 9、第 8
⋯ ⋯ 第 1节位的叶片定义为第 1、第 2、第 3⋯⋯第 1O发育阶段。长春花叶片长度在开始的前 3个阶段增加迅
速 ，在第 3阶段时叶片长度可达(4．5±0．4)cm。在开始的前 3个阶段，表皮细胞主要进行细胞分裂和细胞扩
大 。从第 4阶段开始 ，表皮细胞的分裂和扩大基本停止。从第 4阶段到第 8阶段 ，气孔密度和气孔指数基本
保持稳定。在最后 2个 阶段即第 9和第 1O阶段，无论是近轴 面还是远轴面都出现气孑L指数和气孔密度骤增
的现象 。
关键词：长春花；气孔密度；气孔指数；表皮细胞数；发育阶段
中图分类号：Q944 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000-3142(2011)05—0674-05
Dvnamic chanaes “stomatal density and stomatalCII SOI s ti JLJIV
index during the leaf development in
Catharanthus roseus
YANG Ying，Ⅵ NG Yong-Fei，MA San-Mei
(Department of Biotechnology，Jinan University，Ouangzhou 510632，China)
Abstract：The present paper focused on dynamic changes of stomatal density and stomatal index during the develop—
mental stage of Catharanthus rose,s leaves．It was found that at al developmental stages，stomata mainly distributed
along veins on adaxial surface，while uniformly distributed on abaxial surface of the whole blade．The ten pairs of
leaves numbered from bottom to top in one shoot were divided into ten developmental stages which were numbered
from top to bottom，e．g．1eaves in the lOth nod were in stage I，the rest might be deduced by analogy．Due to cel divi—
sion and cell enlargement during the first three stages，the leaves of C．roseus grew rapidly．In stage Il，the leaf length
could reach(4．5±0．4)cm．Cell division and cel enlargement basicaly stopped at stageⅨ．Stomatal density and
stomatal index kept stable from stage iX to stageⅧ．In the last two stages-stageⅨ and X，stomatal density and
stomatal index increased abruptly．
Key words：Catharanthus roseus；stomatal density；stomatal index；epidermal cell number；developmental stage
长 春 花 (Catharanthus roseus)为 夹 竹 桃 科
(Apocynaceae)长春花属(Catharanthus)的植物 ，广
泛分布于世界各地。我国广东 、广西、云南 、海南 、贵
州 、四川以及江浙一带均有栽培。长春花的叶对生 ，
收稿日期：2010—06—13 修回日期：2011-05 04
基金项目：国家 自然科学基金 (81073004)；广东省科技攻关项 目 (2011B020303006)~Supported by National Natural Science Foundation of China
(81073004)；Key Project for Science and Technology Development of Guangxi Province(201113020303006)~
作者简介：杨颖(1985一)，女，山东烟台人，硕士研究生 ，主要从事细胞形态研究，(E-mail)mimanqingxiang@163．com。
通讯作者：马三梅 ，女，博士，主要从事植物学研究，(E-mail)msmwdw@163．com。
5期 杨颖等：长春花叶片发育过程中气孑L密度和气孔指数的动态变化 675
枝条略有分支，花期特长，从春到秋开花不问断，所
以有“日日春”之美名。长春花姿态优美，适合布置
花坛和作盆栽观赏。此外 ，长春花还是一种重要 的
抗癌植物。迄今已从长春花中分离出 100余种生物
碱(于兆海等 ，2009)，其 中长春碱 (Vincaleukoblas—
tine)与长春新碱 (vincristine)具有极显著的抗肿瘤
作用 ，是 目前国际上应用最多的抗癌植物药源 。
气孔是表皮上的特化结构，控制着植物与大气
中的水分和气体交换。气孑L最常见于叶片上，一般
又以叶片远轴面上居多 。同一叶片不同部位的气孔
密度也存在差 异 (Poole等 ，1996)。一般 情况下气
孔密度从叶片 中脉部分到叶片边缘逐渐增加(王碧
霞等 ，2010；朱燕华等，2011)。但也有例外 ，如 吕洪
飞(2000)以鸭跖草科 的 3种植物为材料研究叶片上
气孔的分布特征 时，发现 鸭跖 草 (Commelina COrn—
munis)叶片近轴面中部和基部的气孔主要分布在主
脉和 支 脉 附近 ，而在 脉 间偶 有分 布 ；紫 竹 梅 (Se—
tereasea purpurea)和 吊竹梅 (Zebrina pendula)叶
片的近轴面则无气孑L分布。由此看来，不同植物叶
片上气孔的分布特征差异较大，并无统一 的分布规
律。植物的气孔形状是由物种自身的遗传物质决定
的，同时又与生长环境相适应(朱燕华等 ，2011)。作
为一种很有价值的药用植物 ，长春花 叶片近轴面和
远轴面上气孔的分布以及叶片发育过程中气孔密
度、气孔指数的动态变化未见报道。对长春花叶片
上气孔动态变化的研究有助于了解气孔在高等植物
发育过程中所起的作用，从而为光合植物的生理学、
形态学研究奠定基础。
1 材料和方法
1．1材料
将长春花种子用 HgC1 消毒 ，播种于盛有蛭石
的穴盘中。待种子萌发后，选取 2对真叶展开的幼
苗移栽到塑料盆 中，每盆 2株，保持环境温度 (28±
2)℃。待第 10对真叶展开时开始实验。
1．2方法
随机取第 10节位叶片长度约为 1．0 cm的枝
条。将一个枝条上的 10对真叶按发育顺序界定为
lO个发育阶段。即从枝条的顶端到基部，分别将第
1O、第 9、第 8⋯⋯第一节位 的叶片定义为第 1、第 2、
第 3⋯⋯第 1O发育 阶段 。取 3O个枝条进行实 验，
在近轴面、远轴面的脉间、远轴面的叶脉两侧取样，
在每对真叶的 3个取样部位各统计 50个视野。实
验重复 3次。统计每个视野 中的气孔数和表皮细胞
数。计算出气孔密度和气孔指数，并用 Sony w5数
码相机拍照。气孔密度 一一个视野中的气孔数 目／
视野面积 ，气孔指数 一气孔数／(气孔数+表皮细胞
数)×100 。40×10的视野面积为 0．159 mm ，计
算方法为 7c(d／2)。，其 中 d一0．45 mm。用 SPSS
13．0软件对数据结果进行显著性分析。
2 结果与分析
2．1不同发育阶段叶片长度的比较
第 1到第 1O阶段叶片的平均长度依次为 1．0
± 0．2 cm ，3．2± 0．3 cm ，4．5± 0．4 cm，4．8± 0．4
cm ，4．9± 0．4 cm ，5．1± 0．3 cm，5．4± 0．3 cm，5．4
±0．2 cm，5．6±0．3 cm，6．1±0．3 cm(图 1)。叶片
长度在开始的 3个阶段增加迅速 ，从第 4阶段开始
叶片长度增加变缓。
苗
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
发育阶段 Deve I opmenta I stage
图 1 不同发育阶段长春花叶片的长度
Fig．1 Lengths of Catharanthus roseu leaves
in different developtal stages
2．2长春花叶片上的气孔分布特征
长春花叶片气孔 的周围通常有 3～4个 副卫细
胞。这些副卫细胞与保卫细胞构成不等型气孔复合
体(图 3：A)。在叶片远轴面 ，气孔在叶脉两侧和脉间
处均匀分布(图 2：A)。而在近轴面，气孔以叶脉两侧
居多(图2：B)。叶脉处的细胞呈长条形，其长轴与叶
片长轴平行；叶脉处未见保卫细胞。在叶片发育的第
一 个阶段，近轴面叶脉两侧可看到很多呈三角形的、
小的拟分生组织和椭圆形的保卫细胞母细胞(图 3：
B)，而此时脉间处还未出现气孔甚至拟分生组织。在
阶段 I，叶片远轴面上也可见很多拟分生组织和保卫
细胞母细胞 ，此阶段中发育完成的气孔呈圆形。而从
0 0 0 0 0 0 O O
7 6 5 4 3 2 0


678 广 西 植 物 31卷
30．0
25．0
20．0
15．0
10．0
5．0
0．O
700．0
600．0
500．0
400．0
300．0
200．0
100．0
0．0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
发育阶段 Deve I opmenta I stage
图 4 长春花叶片上的气孔密度和气孔指数的变化
Fig．4 Stomatal density and stomata[index during the leaf development of Catharanthus roseus
不同的小写字母表示叶片同一部位的不同阶段在 P一0．05水平上差异显。
Difference lowercase letters represent significant differences at P一 0．05 in the same part of leaves．
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
发育阶段 Deve I opmenta I stage
图 5 40倍视野 中的表皮细胞数 目
Fig．5 The number of epidermal cells under
the 40 multiple microscope
气孔途径来适应环境的方式是多样的。
至于后 3个阶段气孔指数和气孔密度的升高是
否受叶片中内源性长春碱含量的影响还需要进一步
的研究。因为长春碱是微管 的特异性抑制剂 ，于荣
等(2007)研究发现用长春碱处理离体叶片 90 m1n
会使气孑L开度变小。长春花碱在活体中是否可以影
响气孔和表皮细胞的发育目前尚无相关报道，这有
待于进一步的研究 。
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